隨著增齡, 大多數(shù)內(nèi)分泌功能下降, 其中性功能降低是自然衰老的明顯標志,也是衰老過程中來得最早最突出的變化,性功能低下的一個重要原因就是睪酮的合成減少。已有報道人參具有改善性功能的作用,由于人參皂甙含有各種單體,為了研究各種單體間作用的差異, 我們運用基因表達系列分析 (serial analysis of gene expression ,SAGE)技術(shù) , 研究了Rgl與Rbl對老年大鼠睪丸細胞基因表達譜的分析,根據(jù)SAGE表達譜,發(fā)現(xiàn)二者對精細胞分化、發(fā)育、睪丸激素合成、能量代謝等諸多方面均存在差異。其中Rbl顯示出較強的促激素合成作用,本研究進一步利用體外培養(yǎng),分析Rb1對睪酮合成的影響及其可能的機制。
老年組睪丸間質(zhì)細胞睪酮分泌能力明顯低于青年,說明衰老使間質(zhì)細胞產(chǎn)生睪酮能力下降。而老年Rb1低劑量組、中劑量組、高劑量組的睪酮水平分別為 3.8±0.63ng/ mL、5.3 ±0.77ng/ mL、 6.9±1.71 ng/ mL ,Rb1體現(xiàn)出呈劑量依賴的方式上P450scc蛋白表達同樣是青年組高于老年組(0.76±0.15vs.0.49±0.07,P<0.01),Rbl沒有對老年間質(zhì)P450scc 蛋白表達顯示出調(diào)節(jié)活性。
近年來, 國內(nèi)外對人參的有效成分,進行了較廣泛的藥理研究, 證實人參具有抗衰老、促智、抗脂質(zhì)過氧化、免疫調(diào)節(jié)、改善微循環(huán)、抗腫瘤等多種生物活性。
人參皂甙二醇型和人參皂甙三醇型在人參皂甙中占大多數(shù),目前認為此類是人參的主要活性成分,為了分別研究人參皂甙二醇型和人參皂甙三醇型代表單體成分Rb1與Rg1對生殖系統(tǒng)活性的差異,我們對大鼠灌胃Rb1與Rg1 4個月后, 利用SAGE技術(shù)對睪丸細胞基因表達譜進行了分析,SAGE文庫的差異提示二者作用差異的基因涉及眾多生命活動過程, 其中Rb1在生殖功能方面展示出更強的活性, 而生殖功能與激素活性密切相關(guān), 本研究對Rb1與睪酮產(chǎn)生及調(diào)節(jié)相關(guān)過程進行了研究。
睪酮主要由睪丸間質(zhì)細胞產(chǎn)生、分泌到血液中, 因此睪丸間質(zhì)細胞功能主導(dǎo)血睪酮水平。研究結(jié)果表明, 衰老致睪丸大鼠睪酮水平明顯下調(diào) , 類似于此前的諸多報道,而Rb1 以劑量依賴的方式促進體外培養(yǎng)睪丸間質(zhì)細胞睪酮的產(chǎn)生, 與我們的體內(nèi)實驗結(jié)果一致, 但Rb1上調(diào)睪酮表達的機制不明。
P450scc與線粒體內(nèi)膜相結(jié)合, 催化膽固醇向孕烯醇酮的轉(zhuǎn)化, 是類固醇合成的限速步驟, 由此P450scc被認為是調(diào)節(jié)睪酮合成反應(yīng)的關(guān)鍵性因子。此外, 現(xiàn)已明確, 膽固醇是合成所有類固醇的前體物質(zhì), 儲存于細胞內(nèi), 但是類固醇的生成需要將疏水性的膽固醇從線粒體膜外側(cè)經(jīng)含水間隙, 轉(zhuǎn)運至線粒體膜內(nèi)側(cè), 這一過程也是類固醇生成的限速步驟 ,
StAR蛋白是調(diào)節(jié)這一步驟的關(guān)鍵性因子。不同的因素可能作用于類固醇合成的不同步驟的調(diào)節(jié)因子, 如VitK缺乏、二口惡英通過下調(diào)或抑制 P450scc表達使睪酮合成減少, 阻斷 COX2活性可增強StAR 蛋白表達,進而睪酮合成增加。
鑒于 P450scc 與 StAR 在睪酮合成過程中的重要作用,Rb1是否通過調(diào)節(jié)二者影響睪酮合成呢? 為此 , 我們首先分析了Rbl對老年間質(zhì)細胞增殖的影響, 結(jié)果顯示 Rb1不影響
細胞增殖。進一步研究Rb1對P450scc與 StAR mRNA和蛋白表達的影響,結(jié)果顯示,Rb1上調(diào)StAR mRNA 和蛋白的表達 ,但對 P450scc mRNA和蛋白的表達基本上沒有調(diào)節(jié)作用。表
明Rb1上調(diào)睪酮合成的主要機制是通過上調(diào)StAR表達,從而促進膽固醇從線粒體外膜向線粒體內(nèi)膜的轉(zhuǎn)移,加快睪酮合成的方式。而對睪酮合成由 P450scc介導(dǎo)的另一限速步驟基本沒有調(diào)節(jié)作用, 因此, 盡管高劑量Rb1上調(diào)老年大鼠間質(zhì)細胞StAR mRNA表達甚至超過青年大鼠StAR mRNA表達水平, 但其睪酮水平仍然低于青年大鼠。
綜上所述 , 衰老使睪酮的合成減少, 睪酮合成的兩個主要調(diào)節(jié)因子P450scc與StAR的 mRNA 和蛋白表達水平均呈下降趨勢。而Rb1可通過上調(diào)StAR 的 mRNA 和蛋白表達,以劑量依賴的方式, 部分恢復(fù)老年大鼠睪丸間質(zhì)細胞睪酮分泌能力, 延緩衰老。
來源:來源:《激光雜志》2011年第32卷第3期
作者:呂自蘭, 郝杰, 趙麗娜, 王琦, 胡建剛, 謝怡, 黎剛
標簽:StAR蛋白
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